數(shù)學(xué)日記數(shù)學(xué)家的故事
'數(shù)學(xué)家是指一些對數(shù)學(xué)有深入了解的人士,將其所學(xué)知識運用于其工作上。下面就是小編整理的數(shù)學(xué)日記數(shù)學(xué)家的故事,一起來看一下吧。
數(shù)學(xué)日記數(shù)學(xué)家的故事篇一
1251年,史天澤駐守真定,他興教育,勸農(nóng)桑,廣納賢士。在秋高氣爽的暮色中,一位59歲的儒士在學(xué)子們的簇擁下踏上了真定路欒城縣的故土,他就是金元之際最偉大的數(shù)學(xué)家李冶。
一
李冶家學(xué)深厚,博覽群書,兼修文學(xué)、史學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)學(xué)。時人稱贊他“經(jīng)為通儒,文為名家”。
李冶(1192~1279),字仁卿,號敬齋,元代真定路欒城縣(今石家莊市欒城區(qū))人。他出生的年代,正是金朝由盛而衰的歷史時期。李冶父親李?是位博學(xué)多才的學(xué)者,在大興府尹胡沙虎手下任推官,母親姓王。
泰和八年(1208年),蒙古成吉思汗的軍隊開始向金朝進攻。李?的上司胡沙虎是金朝臭名昭著的大權(quán)奸,“聲勢炎炎,人莫敢仰視”,動輒打罵同僚,甚至“虐殺不辜”。李?常據(jù)理力爭,置個人生死禍福于度外。但行走于虎狼之室,不得不小心。他為防不測,把妻兒送回故鄉(xiāng)欒城。少年李冶,就到欒城鄰縣元氏封龍書院求學(xué)。
至寧元年(1213年)胡沙虎篡權(quán)亂政,李?被迫辭職,隱居陽翟(今河南禹縣),從此不再過問政事。吟詩作畫,頗有名聲。父親的正直為人及好學(xué)精神對李冶深有影響。
李冶兒時本名李治,為什么改名李冶?后世有兩種解讀。一說李冶成年后熟讀史書,感慨唐高宗李治助長武則天專權(quán),導(dǎo)致大唐淪為武周,恥與李治同名,故改名李冶。一說金朝曾推崇儒學(xué),禁止平民和古代帝王同名,李冶就把李治減去一點,改名叫李冶。
李冶自幼聰敏,博覽群書,興趣廣泛,對文學(xué)、史學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)學(xué)都很感興趣。《元朝名臣事略》中說:“公(指李冶)幼讀書,手不釋卷,性穎悟,有成人之風(fēng)!崩钜背Uf:“積財千萬,不如薄技在身。”又說:“金璧雖重寶,費用難貯儲。學(xué)問藏之身,身在則有余!彼贻p時曾與好友元好問一起外出求學(xué),拜文學(xué)家趙秉文、楊文獻為師。
正大七年(1230年),李冶赴洛陽應(yīng)試,被錄取為詞賦科進士,一舉成名,時人稱贊他“經(jīng)為通儒,文為名家”。
二
國破家亡的命運,使李冶決絕了仕途,潛心研究學(xué)問。
李冶得中進士,本是走向成功的標志,同年踏進仕途,被授予高陵(今陜西高陵)主簿,但此時金王朝已日薄西山,而崛起于草原的蒙古汗國已日漸強大,成吉思汗之子窩闊臺即位后,出兵攻入陜西,李冶任職屬地被蒙古軍隊占領(lǐng),所以,他被調(diào)往鈞州(今河南禹縣)任知事。公元1232年正月,蒙古軍繞過軍事重鎮(zhèn)潼關(guān)(今陜西潼關(guān)縣北),東下汴京(今河南開封),在三峰山大戰(zhàn),金軍大敗,不幾日,蒙古軍攻破鈞州城,李冶不愿投降,就換上平民服裝,北渡黃河進入山西,這是他一生的重要轉(zhuǎn)折點。仕途的悲涼,國土的淪喪,使得李冶從此走上了流亡之路。
李冶輾轉(zhuǎn)到了山西的忻縣、崞縣(今山西寧武、原平)之間,過著“饑寒不能自存”的生活。
公元1234年正月,金哀宗完顏守緒傳位于完顏承麟后自縊而死。末帝完顏承麟也被亂兵所害,金朝滅亡。
國破家亡的命運,使李冶決絕了仕途,只能潛心研究學(xué)問。年過四十歲的李冶經(jīng)過顛沛流離后,定居崞縣桐川。他雖生活艱苦,但有充足的時間研究學(xué)問。漫漫人生路,何處是歸途?李冶就在各種學(xué)問中充實自己,涉及數(shù)學(xué)、文學(xué)、歷史、天文、哲學(xué)、醫(yī)學(xué)等。李冶不僅有先進的哲學(xué)思想,而且在極為艱苦的條件下堅持做學(xué)問。他在桐川的居室十分狹小,常常不得溫飽,要為衣食奔波。但他卻以著書為樂,潛心學(xué)問。他的學(xué)生焦養(yǎng)直說他“雖饑寒不能自存,亦不恤也”,在“流離頓挫”中“亦未嘗一日廢其業(yè)”,“手不停披,口不絕誦,如是者幾五十年”。
同時代的學(xué)者硯堅評價李冶,只要目睹世間之書,無不熟讀,從不遺漏。
三
數(shù)學(xué)雖被古人排在六藝之末,但李冶認為,數(shù)學(xué)是最有用的學(xué)問,于是他致力于數(shù)學(xué)研究。
1248年,李冶寫成了中國古代數(shù)學(xué)名著《測圓海鏡》,這是中國古代代數(shù)學(xué)具有劃時代意義的著作,是用“立天元一為某某”(即當代數(shù)學(xué)設(shè)x為某某)解析高次方程的數(shù)學(xué)專著。后世學(xué)者們研究認為,李冶這部代數(shù)學(xué)著作,比歐洲代數(shù)高次方程理論要早300多年,是13世紀世界最先進的代數(shù)學(xué)理論專著。
金元之際,正是天元術(shù)啟蒙的時代。天元術(shù)是用數(shù)學(xué)符號列方程的方法。中國列方程的思想可追溯到東漢的《九章算術(shù)》。其中第8章《方程》,用文字敘述方法建立二次方程,但沒有明確的未知數(shù)。唐代王孝通《緝古算術(shù)》已能列出三次方程,但完全用幾何方法推導(dǎo)方程,難度很大,不易被一般人掌握。
宋代以前的方程理論一直受幾何思維束縛,方程次數(shù)不高于三次,高于三次方程就難以用幾何解析了。宋仁宗時任左班殿直賈憲寫成《黃帝九章算經(jīng)細草》9卷、《算法?鹿偶??卷,改進了傳統(tǒng)開方法,創(chuàng)造了開方作法本源和增乘開方法,對古代數(shù)學(xué)理論做出了杰出貢獻。在歐洲,法國數(shù)學(xué)家帕斯卡在17世紀初創(chuàng)造了類似的代數(shù)學(xué),但是比賈憲晚了600年左右。
李冶治學(xué),不泥古,不唯書,既善于借鑒前人的成就,又勤于思考。有人問學(xué)于李冶,李冶回答:“學(xué)有三:積之之多不若取之之精,取之之精不若得之之深!眻猿秩テ湓闫桑∑渚A,善于發(fā)現(xiàn),勤于思考。
由于李冶擺脫了幾何思維的'束縛,在方程解析方面取得了突破,他利用天元術(shù)熟練地列出六次方程,并完整解決了分式方程問題,用純代數(shù)方法降低方程次數(shù),他還發(fā)明了負號和一套相當簡明的小數(shù)記法。在國外,直到16世紀末,小數(shù)才有了更好的記法。由于李冶掌握了一套完整的數(shù)字符號及性質(zhì)符號,他的方程已能用符號表示,改變了用文字描述方程的舊面貌,可稱為“半符號代數(shù)”。大約300年后,類似的半符號代數(shù)才在歐洲產(chǎn)生。
李冶的《測圓海鏡》共12卷,收入170多個問題,都是已知直角三角形中各線段、利用天元術(shù)求內(nèi)切圓和旁切圓的直徑問題。第一卷開頭,李冶列出了一幅“圓城圖式”,提出了170個與“圓城圖式”有關(guān)的問題,根據(jù)已知條件,分別計算出15個直角三角形各邊之長,繪出各三角形的容圓公式,計算出勾股和、勾股差,然后計算出勾弦和、勾弦差等。其中19題列出三次方程,13題列出四次方程,還有些題列出六次方程,還成功地用代數(shù)方法降低方程次數(shù)!稖y圓海鏡》的成書標志著天元術(shù)的成熟,李冶也正是因其在天元術(shù)方面的貢獻,被后人譽為“宋元數(shù)學(xué)四大家”。
元代數(shù)學(xué)家朱世杰說:“以天元演之,明源活法,省功數(shù)倍。”清代阮元說:“立天元者,自古算家之秘術(shù);而《海鏡》者,中土數(shù)學(xué)之寶書也。”
四
李冶既是一代鴻儒,又有實用數(shù)學(xué)的杰出成就。他曾在封龍書院講學(xué),學(xué)子紛至沓來,以聆聽李冶教誨為樂事。
李冶寫成《測圓海鏡》后,到太原住了一個時期,藩府的官員曾請他出仕為官,他堅決謝絕了。后來,他到了山西平定,在那里,李冶與一代詞人元好問受到當?shù)厝说木囱觥F蕉ê盥?也很尊重李冶和元好問,他經(jīng)常把他們接到自己府邸做客。時人常常將二人并稱“元李”。至元二年(1265年),平定州創(chuàng)建“四賢堂”,以祭祀金元時期文壇領(lǐng)袖,“四賢”就是指楊云翼、趙秉文、元好問和李冶,可見李冶在當時名聲之高、影響之大。
數(shù)學(xué)日記數(shù)學(xué)家的故事篇二
1785年,8歲的小高斯在德國農(nóng)村的一所小學(xué)里念一年級。
數(shù)學(xué)老師是城里來的。他有一個偏見,總覺得農(nóng)村孩子不如城里孩子聰明。不過,他對孩子們的學(xué)習(xí),還是嚴格要求的。他最討厭在課堂上不專心聽講、愛做小動作的學(xué)生,常常用鞭子敲打他們。孩子們到愛聽他的課,因為他經(jīng)常講一些非常有趣的東西。
有一天,他出了一道算術(shù)題。他說:你們算一算,1加2加3,一直加到100等于多少?誰算不出來,就不準回家吃飯。 說完,他就坐在椅子上,用目光巡視著趴在桌上演算的學(xué)生。
不到一分鐘的工夫,小高斯站了起來,手里舉著小石板,說:老師,我算出來了......
沒等小高斯說完,老師就不耐煩的說:不對!重新再算!
小高斯很快的檢查了一遍,高聲說:老師,沒錯!說著走下座位,把小石板伸到老師面前。
老師低頭一看,只見上面端端正正的寫著5050,不禁大吃一驚。他簡直不敢相信,這樣復(fù)雜的數(shù)學(xué)題,一個8歲的孩子,用不到一分鐘的時間就算出了正確的得數(shù)。要知道,他自己算了一個多小時,算了三遍才把這道題算對的。他懷疑以前別人讓小高斯算過這道題。就問小高斯:你是怎么算的?小高斯回答說:我不是按照1、2、3的次序一個一個往上加的。老師,你看,一頭一尾的兩個數(shù)的和都是一樣的:1加100是101,2加99時101,3加98也是101......一前一后的數(shù)相加,一共有50個101,101乘50,得到5050。
小高斯的回答使老師感到吃驚。因為他還是第一次知道有這種算法。他驚喜的看著小高斯,好像剛剛才認識這個穿著破爛不堪的,砌轉(zhuǎn)工人的兒子。
不久,老師專門買了一本數(shù)學(xué)書送給小高斯,鼓勵他繼續(xù)努力,還把小高斯推薦給當?shù)亟逃,使他得到免費教育的待遇。后來,小高斯成了世界著名的數(shù)學(xué)家。 人們?yōu)榱思o念他,把他的這種計算方法稱為高斯定理。
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